【手続補正書】
【提出日】平成18年8月7日(2006.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの電荷を転送するトランジスタとを有する半導体装置であって、
前記基板の主面上に形成された前記トランジスタのゲート電極と、
前記フォトダイオードの一の電極、かつ、前記トランジスタの一の電極として機能する、前記基板の主面内に形成された第１導電型の拡散領域と、
前記拡散領域の上部の前記基板の主面内に形成された第２導電型の表面シールド領域と、
を備え、
前記拡散領域は、
第１不純物の注入により形成された第１拡散層と、
前記第１不純物よりも質量数の小さい第２不純物の注入により、前記第１拡散層よりも浅く、かつ、前記基板の深さ方向において前記ゲート電極と一部が重なるように形成された第２拡散層と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
基板と、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの電荷を転送するトランジスタとを有する半導体装置であって、
前記基板の主面上に形成された前記トランジスタのゲート電極と、
前記フォトダイオードの一の電極、かつ、前記トランジスタの一の電極として機能する、前記基板の主面内に形成された第１導電型の拡散領域と、
前記拡散領域の上部の前記基板の主面内に形成された第２導電型の表面シールド領域と、
を備え、
前記拡散領域は、
第１不純物の注入により形成された第１拡散層と、
前記第１不純物よりも質量数の大きい第２不純物の注入により、前記第１拡散層よりも浅く、かつ、前記基板の深さ方向において前記ゲート電極と一部が重なるように形成された第２拡散層と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体装置において、
前記表面シールド領域は、前記ゲート電極から離間していることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
基板と、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの電荷を転送するトランジスタとを有する半導体装置であって、
前記基板の主面上に形成され、前記フォトダイオード側にサイドウォールが配置された前記トランジスタのゲート電極と、
前記フォトダイオードの一の電極、かつ、前記トランジスタの一の電極として機能する、前記基板の主面内に形成された第１導電型の拡散領域と、
前記拡散領域の上部の前記基板の主面内に、前記ゲート電極から離間して形成された第２導電型の表面シールド領域と、
を備え、
前記表面シールド領域の前記ゲート電極側の端部は、前記サイドウォールの下部に位置することを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
基板と、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの電荷を転送するトランジスタとを有する半導体装置の製造方法であって、
（ａ）前記基板の主面上に、前記トランジスタのゲート電極を形成する工程と、
（ｂ）前記基板の主面内に、前記フォトダイオードの一の電極、かつ、前記トランジスタの一の電極として機能する、第１導電型の拡散領域を形成する工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）において生じた前記基板の結晶欠陥を、熱処理によって回復する工程と、
（ｄ）前記拡散領域の上部の前記基板の主面内に、第２導電型の表面シールド領域を形成する工程と、
を備え、
前記工程（ｂ）は、
（ｂ−１）第１不純物を注入して、第１拡散層を形成する工程と、
（ｂ−２）第２不純物を注入して、前記第１拡散層よりも浅く、かつ、前記基板の深さ方向において前記ゲート電極と一部が重なるように第２拡散層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２不純物は、前記第１不純物よりも質量数が小さいことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項５に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２不純物は、前記第１不純物よりも質量数が大きいことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体装置の製造方法において、
前記工程（ｂ）は、
前記工程（ｂ−２）、前記工程（ｂ−１）の順に実行されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
基板と、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの電荷を転送するトランジスタとを有する半導体装置の製造方法であって、
（ａ）前記基板の主面上に、前記トランジスタのゲート電極を形成する工程と、
（ｂ）前記基板の主面内に、前記フォトダイオードの一の電極、かつ、前記トランジスタの一の電極として機能する、第１導電型の拡散領域を形成する工程と、
（ｃ）前記フォトダイオードの形成予定領域上の膜厚が所定の第１膜厚となるように、前記基板の主面上の全面に第１絶縁膜を堆積する工程と、
（ｄ）前記第１絶縁膜の前記第１膜厚を突き抜けるには十分で、前記ゲート電極のサイドに堆積した前記第１絶縁膜の第２膜厚を突き抜けるには不十分なエネルギーで不純物を注入して、前記拡散領域の上部の前記基板の主面内に第２導電型の表面シールド領域を形成する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の半導体装置の製造方法において、
（ｅ）前記工程（ｄ）の後に、前記第１絶縁膜に対してエッチングを行い、前記ゲート電極にサイドウォールを形成する工程、
をさらに備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の半導体装置の製造方法において、
（ｅ）前記工程（ｄ）の後に、前記第１絶縁膜上の全面に、第２絶縁膜をさらに堆積する工程と、
（ｆ）前記第１および第２絶縁膜の双方に対してエッチングを行い、前記ゲート電極にサイドウォールを形成する工程と、
をさらに備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
基板と、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの電荷を転送するトランジスタとを有する半導体装置の製造方法であって、
（ａ）前記基板の主面上に、前記トランジスタのゲート電極を形成する工程と、
（ｂ）前記基板の主面内に、前記フォトダイオードの一の電極、かつ、前記トランジスタの一の電極として機能する、第１導電型の拡散領域を形成する工程と、
（ｃ）前記基板の主面上の全面に絶縁膜を堆積する工程と、
（ｄ）前記フォトダイオードの形成予定領域上の膜厚が所定の第１膜厚となるまで、前記絶縁膜に対してエッチングを行う工程と、
（ｅ）前記絶縁膜の前記第１膜厚を突き抜けるには十分で、前記ゲート電極のサイドに堆積した前記絶縁膜の第２膜厚を突き抜けるには不十分なエネルギーで不純物を注入して、前記拡散領域の上部の前記基板の主面内に第２導電型の表面シールド領域を形成する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
基板と、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの電荷を転送するトランジスタとを有する半導体装置の製造方法であって、
（ａ）前記基板の主面上に、前記トランジスタのゲート電極を形成する工程と、
（ｂ）前記基板の主面内に、前記フォトダイオードの一の電極、かつ、前記トランジスタの一の電極として機能する、第１導電型の拡散領域を形成する工程と、
（ｃ）前記基板の主面上の全面に第１絶縁膜を堆積する工程と、
（ｄ）前記第１絶縁膜上の全面に、前記第１絶縁膜と阻止能が相違する第２絶縁膜をさらに堆積する工程と、
（ｆ）前記第１および第２絶縁膜の双方に対してエッチングを行い、前記ゲート電極の前記フォトダイオードの形成予定領域側に、前記第１および第２絶縁膜を構成要素として含むサイドウォールを形成する工程と、
（ｇ）前記サイドウォールを注入マスクの一部として用いて不純物を注入して、前記拡散領域の上部の前記基板の主面内に第２導電型の表面シールド領域を形成する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
基板と、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの電荷を転送するトランジスタとを有する半導体装置の製造方法であって、
（ａ）前記基板の主面上に、前記トランジスタのゲート電極を形成する工程と、
（ｂ）前記基板の主面内に、前記フォトダイオードの一の電極、かつ、前記トランジスタの一の電極として機能する、第１導電型の拡散領域を形成する工程と、
（ｃ）前記基板の主面上の全面に第１絶縁膜を堆積する工程と、
（ｄ）前記第１絶縁膜上の全面に、前記第１絶縁膜と阻止能が相違する第２絶縁膜をさらに堆積する工程と、
（ｆ）前記フォトダイオードの形成予定領域上の前記第１絶縁膜の膜厚が所定の第１膜厚となるまで、前記第１および第２絶縁膜の双方に対してエッチングを行い、前記ゲート電極の前記フォトダイオードの形成予定領域側に、前記第１および第２絶縁膜を構成要素として含むサイドウォールを形成する工程と、
（ｇ）前記第１絶縁膜の前記第１膜厚を突き抜けるには十分で、前記サイドウォールの第２膜厚を突き抜けるには不十分なエネルギーで不純物を注入して、前記拡散領域の上部の前記基板の主面内に第２導電型の表面シールド領域を形成する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の半導体装置の製造方法において、
前記工程（ｆ）においては、前記第１絶縁膜よりも前記第２絶縁膜のほうがエッチングレートが高いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
基板と、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの電荷を転送するトランジスタとを有する半導体装置であって、
前記基板の主面上に形成された前記トランジスタのゲート電極と、
前記フォトダイオードの一の電極、かつ、前記トランジスタの一の電極として機能する、前記基板の主面内に形成された第１導電型の拡散領域と、
前記拡散領域の上部の前記基板の主面内に形成された第２導電型の表面シールド領域と、
を備え、
前記拡散領域は、
第１不純物の注入により形成された第１拡散層と、
前記第１不純物よりも質量数の小さい第２不純物の注入により、前記第１拡散層よりも浅く、かつ、平面視において前記ゲート電極と一部が重なるように形成された第２拡散層と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項１７】
基板と、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの電荷を転送するトランジスタとを有する半導体装置であって、
前記基板の主面上に形成された前記トランジスタのゲート電極と、
前記フォトダイオードの一の電極、かつ、前記トランジスタの一の電極として機能する、前記基板の主面内に形成された第１導電型の拡散領域と、
前記拡散領域の上部の前記基板の主面内に形成された第２導電型の表面シールド領域と、
を備え、
前記拡散領域は、
第１不純物の注入により形成された第１拡散層と、
前記第１不純物よりも質量数の大きい第２不純物の注入により、前記第１拡散層よりも浅く、かつ、平面視において前記ゲート電極と一部が重なるように形成された第２拡散層と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項１８】
基板と、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの電荷を転送するトランジスタとを有する半導体装置の製造方法であって、
（ａ）前記基板の主面上に、前記トランジスタのゲート電極を形成する工程と、
（ｂ）前記基板の主面内に、前記フォトダイオードの一の電極、かつ、前記トランジスタの一の電極として機能する、第１導電型の拡散領域を形成する工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）において生じた前記基板の結晶欠陥を、熱処理によって回復する工程と、
（ｄ）前記拡散領域の上部の前記基板の主面内に、第２導電型の表面シールド領域を形成する工程と、
を備え、
前記工程（ｂ）は、
（ｂ−１）第１不純物を注入して、第１拡散層を形成する工程と、
（ｂ−２）第２不純物を注入して、前記第１拡散層よりも浅く、かつ、平面視において前記ゲート電極と一部が重なるように第２拡散層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、請求項１４の発明は、基板と、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの電荷を転送するトランジスタとを有する半導体装置の製造方法であって、（ａ）前記基板の主面上に、前記トランジスタのゲート電極を形成する工程と、（ｂ）前記基板の主面内に、前記フォトダイオードの一の電極、かつ、前記トランジスタの一の電極として機能する、第１導電型の拡散領域を形成する工程と、（ｃ）前記基板の主面上の全面に第１絶縁膜を堆積する工程と、（ｄ）前記第１絶縁膜上の全面に、前記第１絶縁膜と阻止能が相違する第２絶縁膜をさらに堆積する工程と、（ｆ）前記フォトダイオードの形成予定領域上の前記第１絶縁膜の膜厚が所定の第１膜厚となるまで、前記第１および第２絶縁膜の双方に対してエッチングを行い、前記ゲート電極の前記フォトダイオードの形成予定領域側に、前記第１および第２絶縁膜を構成要素として含むサイドウォールを形成する工程と、（ｇ）前記第１絶縁膜の前記第１膜厚を突き抜けるには十分で、前記サイドウォールの第２膜厚を突き抜けるには不十分なエネルギーで不純物を注入して、前記拡散領域の上部の前記基板の主面内に第２導電型の表面シールド領域を形成する工程と、を備えている。
また、請求項１６の発明は、基板と、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの電荷を転送するトランジスタとを有する半導体装置であって、前記基板の主面上に形成された前記トランジスタのゲート電極と、前記フォトダイオードの一の電極、かつ、前記トランジスタの一の電極として機能する、前記基板の主面内に形成された第１導電型の拡散領域と、前記拡散領域の上部の前記基板の主面内に形成された第２導電型の表面シールド領域と、を備え、前記拡散領域は、第１不純物の注入により形成された第１拡散層と、前記第１不純物よりも質量数の小さい第２不純物の注入により、前記第１拡散層よりも浅く、かつ、平面視において前記ゲート電極と一部が重なるように形成された第２拡散層と、を備えている。
また、請求項１７の発明は、基板と、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの電荷を転送するトランジスタとを有する半導体装置であって、前記基板の主面上に形成された前記トランジスタのゲート電極と、前記フォトダイオードの一の電極、かつ、前記トランジスタの一の電極として機能する、前記基板の主面内に形成された第１導電型の拡散領域と、前記拡散領域の上部の前記基板の主面内に形成された第２導電型の表面シールド領域と、を備え、前記拡散領域は、第１不純物の注入により形成された第１拡散層と、前記第１不純物よりも質量数の大きい第２不純物の注入により、前記第１拡散層よりも浅く、かつ、平面視において前記ゲート電極と一部が重なるように形成された第２拡散層と、を備えている。
また、請求項１８の発明は、基板と、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの電荷を転送するトランジスタとを有する半導体装置の製造方法であって、（ａ）前記基板の主面上に、前記トランジスタのゲート電極を形成する工程と、（ｂ）前記基板の主面内に、前記フォトダイオードの一の電極、かつ、前記トランジスタの一の電極として機能する、第１導電型の拡散領域を形成する工程と、（ｃ）前記工程（ｂ）において生じた前記基板の結晶欠陥を、熱処理によって回復する工程と、（ｄ）前記拡散領域の上部の前記基板の主面内に、第２導電型の表面シールド領域を形成する工程と、を備え、前記工程（ｂ）は、（ｂ−１）第１不純物を注入して、第１拡散層を形成する工程と、（ｂ−２）第２不純物を注入して、前記第１拡散層よりも浅く、かつ、平面視において前記ゲート電極と一部が重なるように第２拡散層を形成する工程と、を備えている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項１、２、１６および１７の発明によれば、比較的深い第１拡散層により、フォトダイオードの電荷の蓄積容量が確保されるとともに、ゲート電極と一部が重なる比較的浅い第２拡散層により、拡散領域からチャネルへの電荷の転送経路幅が確保されるため、電荷の転送効率を向上させることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、請求項５および１８の発明によれば、比較的深い第１拡散層と、ゲート電極と一部が重なる比較的浅い第２拡散層とを備える半導体装置を製造することができる。これにより、フォトダイオードの電荷の蓄積容量が確保されるとともに、拡散領域からチャネルへの電荷の転送経路幅が確保されるため、電荷の転送効率を向上させることができる。また、熱処理により基板の結晶欠陥を回復させた後に、表面シールド領域を形成するため、表面シールド領域を形成する際の不純物の増速拡散が防止される。したがって、表面シールド領域が広範囲となることが防止され、拡散領域からチャネルへの電荷の転送経路幅を効率的に確保できる。